一顆固態(tài)硬盤除了要有強(qiáng)力的主控和高品質(zhì)的閃存顆粒之外，還需要有聰明的固件作為靈魂來掌控全局。繼數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)壓縮能力之后，筆者最近又發(fā)現(xiàn)東芝TR200固態(tài)硬盤身上的一個(gè)小秘密。這個(gè)秘密屬于最近幾個(gè)月出廠、搭載有SBFA13.X固件的東芝TR200。
當(dāng)代TLC固態(tài)硬盤均應(yīng)用SLC緩存(用TLC閃存模擬SLC的方式寫入)來補(bǔ)強(qiáng)寫入端的短板，3D TLC固態(tài)硬盤也不例外。筆者最近在TR200上發(fā)現(xiàn)了一種全新的SLC緩存策略——持久緩存，顧名思義，一部分反復(fù)讀寫的數(shù)據(jù)可以保留在SLC緩存里不被釋放和清空。
首先還要從SLC緩存的基礎(chǔ)說起。而根據(jù)對(duì)閃存使用方式的不同，SLC緩存大體又可分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種算法，前者通常使用全盤范圍內(nèi)的一切可用空白閃存頁用于模擬SLC寫入，初期使用效果顯著：連續(xù)寫入大量數(shù)據(jù)也不會(huì)掉速，然而隨著可供SLC消耗的空白閃存頁耗盡，雞血性能將迅速轉(zhuǎn)變到萎靡不振的狀態(tài)：一邊要寫入，一邊還要還剛才打雞血時(shí)欠下的舊債，速度反而不如靜態(tài)SLC算法。
靜態(tài)SLC算法則將SLC緩存的使用限定在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，只在OP預(yù)留空間內(nèi)模擬SLC閃存寫入，不去透支固態(tài)硬盤用戶區(qū)域內(nèi)的可用空白閃存頁。不管什么時(shí)候靜態(tài)SLC緩存的空間都是固定的。
不管是動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)SLC算法，都只能給固態(tài)硬盤的寫入性能提供幫助，而對(duì)于讀取性能則愛莫能助，寫入SLC緩存的數(shù)據(jù)如同大水漫灌，最后都需要釋放為TLC狀態(tài)，緩存內(nèi)是留不下數(shù)據(jù)的，對(duì)讀取性能也就產(chǎn)生不了影響。
雖說TLC閃存的主要短板在于寫入速度慢，但實(shí)際上它的讀取性能同樣要比SLC、MLC前輩要差一些。尤其是在讀取與寫入混雜進(jìn)行的情況下，TLC閃存的實(shí)際性能輸出要低于AS SSD Benchmark等理論跑分所展現(xiàn)出的同一時(shí)間只讀取或只寫入的水平。
帶有持久緩存的增強(qiáng)型靜態(tài)SLC算法如同保墑效果顯著的土壤。寫入到其中的數(shù)據(jù)能夠根據(jù)熱度選擇保留一部分在緩存當(dāng)中，從而加速再度讀取時(shí)的效能。而多余的部分則如普通SLC算法那樣排空到TLC狀態(tài)。下圖是筆者從東芝TR200 480G固態(tài)硬盤(固件版本SBFA13.3)當(dāng)中摸索出的持久緩存與普通緩存比例。
對(duì)于電腦經(jīng)常用到、反復(fù)讀寫的數(shù)據(jù)，東芝TR200的持久SLC緩存就能在加速寫入之余，發(fā)揮到加速讀取的作用。使用IOMeter工具對(duì)此進(jìn)行驗(yàn)證：
分別取首次寫入生成2GB測(cè)試文件時(shí)、閑置空閑60秒后、關(guān)機(jī)重新開機(jī)后、AS SSD Benchmark測(cè)速后(5GB寫入)和一次性填充超過15GB文件后的4K QD1隨機(jī)讀取速度。可見持久緩存在家用日常使用中的實(shí)用性還是很高的。
對(duì)于持久SLC緩存，筆者此前曾在國內(nèi)某網(wǎng)站上發(fā)現(xiàn)極個(gè)別高端NVMe固態(tài)硬盤有類似的應(yīng)用。新版東芝TR200對(duì)持久SLC緩存算法的開發(fā)，無疑是開啟了進(jìn)一步提振主流SATA固態(tài)硬盤性能的一扇門。
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